生物表面活性剂..
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表面活性剂的类型及其对农药的作用
表面活性剂可将无法直接使用的农药原药 制成可以使用的农药制剂。它作为一种农药助剂应用在农药上,不但可提高农药的使用效果,还可减小农药的用量,减轻农药对环境的影响,并为农业生产带来巨大 效益。但由于农药是一类具有极强生物活性的特殊化学品,其防治对象、保护对象和环境条件又十分复杂,农药中的表面活性剂除须按原药的性质、特点选择配制 外,还需考虑表面活性剂本身对靶标生物产生的影响。
1、增溶剂
利用表面活性剂的胶团作用,使用难溶性原药在溶剂中的溶解度显著增加,这就是增溶作用。 HLB=15-18的表面活性剂可作增溶剂用,但只有当增溶剂的浓度高于临界胶束浓度时才呈现增溶作用。此时,难溶药物被增溶剂的亲油基包藏或吸附在胶不 内部,增溶剂的亲水基在水中,于是非极性的药物可溶于水中。
2、分散剂
分散剂能阻碍或防止分散体系中固体或液体粒子的聚集,并使其在较长时间内保持均匀分散。分散剂吸附于油 -水界面或固体粒子表面,在粒子周围形成电荷或空间位阻势垒,有助于防止农药粒子在调剂和储藏期间再度聚集。用作分散剂的一般是具有多环的阴离子表面活性 剂,如烷基萘磺酸盐和萘磺酸甲醛缩合物的钠盐、木质素磺酸盐等。而高分子分散剂(如聚羧酸酯钠盐)在制备水悬剂时,因其具有吸附性能及使已分散的粒子带电 荷并具有较大的空间势垒等特性而显得尤为重要。
3、润湿剂
大多数有机合成原药是硫水性的,需兑水使用。以水为基质的制剂如可湿性粉剂、悬浮剂、水分散粒剂等都需 要加入润湿剂。用作润湿剂的主要是阴离子型表面活性剂(如脂肪醇硫酸盐、十二烷基苯磺酸盐等)和非离子型(如平平加、农乳100#、农乳600#、吐温、 山梨醇聚氧乙醚等)。某些天然产物如木质素磺酸盐、茶枯、搭皂角等也是较好的润湿剂。由于润湿剂的作用,可使药物分散度增大,制剂稳定性增加,还有利于药 物的释放、吸收和增强药效。
表面活性剂的应用与环境污染治理
摘要:表面活性剂素有“工业味精”之称,目前已被广泛应用于纺织、制药、化妆品、食品、造船、土建、采矿、表面处理等领域,它是许多工业部门必须的化学助剂,其用量小,收效大,往往起到意想不到的效果。本文主要讲述了表面活性剂的作用、分类和应用。
关键词:表面活性剂、作用、分类、应用、污染治理
表面活性剂(surfaetant)是一类重要的有机化合物,我们的生活中到处充斥着表面活性剂,从肥皂、洗发水到某些食品、药品,再到墙面涂料、润滑油等,可以说我们日常生活中接触的一切人造物品的生产都直接或间接的使用过表面活性剂。由于本身的结构特点,表面活性剂具有润湿、分散、乳化、增溶、起泡、消泡、洗涤、均染、抗静电、防腐、杀菌等一系列独特的作用和功能,广泛应用于食品、医药、农药、纺织、化工、黏合剂、选矿、油田化学品、造纸、皮革、感光材料等工业领域以及洗涤用品、化妆品等民用领域,在改进生产工艺、提高产品质量、节约能源、降低成本、提高生产率、增加附加值等方面发挥了巨大作用,因此有“工业味精”和“工业催化剂”之称。
一、 表面活性剂的主要作用
1、乳化作用
由于表面活性剂的作用,使本来不能互相溶解的两种液体能够混到一起的现象称为乳化现象,具有乳化作用的表面活性剂称为乳化剂.乳化机理:加入表面活性剂后,由于表面活性剂的两亲性质,使之易于在油水界面上吸附并富集,降低了界面张力 界面张力是影响乳状液稳定性的一个主要因素。因为乳状液的形成必然使体系界面积大大增加,也就是对体系要做功,从而增加了体系的界面能,这就是体系不稳定的来源。因此,为了增加体系的稳定性,可减少其界面张力,使总的界面能下降。由于表面活性剂能够降低界面张力,因此是良好的乳化剂。
2、润湿作用
固体表面上的一种流体被另一流体取代的过程。也指固体表面上的气体被液体所取代,特别是指用水或水溶液取代表面上气体的过程。习惯上将液体在固体表面上的接触角θ=90°时定义为润湿与否的标准,θ>90°为不润湿,θ<90°则为润湿,接触角θ越小,润湿性能越好。用于改变固-液(一般为水)体系润湿性质,使液体更易润湿固体的试剂称为润湿剂,一般是表面活性剂。润湿剂的作用是降低液体的表面张力和固-液间的界面张力,使液体容易在固体表面上展开。
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表面活性剂
在生物学或生物化学实验室使用的去污剂都是作用比较温和的表面活性剂(=表面活性成分),是用来破坏细胞膜(裂解细胞)以释放细胞内的可溶性物质。它们可以破坏蛋白质-蛋白质、蛋白质-脂质、脂质-脂质之间的连接,使蛋白质发生结构上的变性,防止蛋白质结晶,另外在免疫学实验中还可避免非特异性吸附。去污剂根据其特性可以分为好几类,因此科学研究中去污剂的选择很关键,取决于后续研究的具体内容。
实际应用中有众多不同的去污剂可以选择。为了某些特殊的应用,新的去污剂被不断开发出来。在这篇综述中,对一些最常用的去污剂的特点和应用进行了论述。
去污剂是由一个疏水尾端基团和一个极性亲水头端基团组成的有机化合物(图一A)。在一定的温度条件下,以特定浓度溶解于水时,去污剂分子会形成胶束,疏水基团部分位于胶束内部,而极性亲水基团则在其外部(图一B)。因此,胶束的疏水中心会结合到蛋白的疏水区域。一个胶束中,去污剂分子的聚集数目,是用来评价膜蛋白溶解度的一个重要参数。去污剂分子疏水区域的长度和其疏水性成正比,且去污剂的疏水区域非常恒定,而极性头端亲水基团是可变的,可据其特点,把去污剂分为三类:离子型(阴离子或阳离子型),两性离子型和非离子型(见表一)。在特定的温度下,表面活性剂分子缔合形成胶束的最低浓度,称之为临界胶束浓度(CMC)。当去污剂低于临界胶束浓度时,只有单体存在;当高于临界胶束浓度时,胶束、单体以及其余不溶于水的非胶束相共存。同样,胶束形成的最低温度称为临界胶束温度(CMT)。因此,温度和浓度是去污剂两相分离和溶解性的重要参数。一般来说,低亲脂或憎油的去污剂的临界胶束浓度会较高。 文档
表一:去污剂的分类。
种类 化合物
离子去污剂 十二烷基硫酸钠(SDS),脱氧胆酸钠, 胆酸钠, 肌氨酸
非离子去污剂 triton X-100, 十二烷基麦芽糖苷,洋地黄皂苷, tween 20,
tween 80
两性离子去污剂 CHAPS
作为稠油乳化降黏剂用的表面活性剂主要有非典型的非离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂及非离子-阴离子两性表面活性剂等,其中具有较高耐温能力的是阴离子表面活性剂和非离-阴离子两性表面活性剂。因阳离子型活性剂易被地层吸附或产生沉淀,所以很少用作乳化降黏剂,特稠油乳化降黏用剂主要有以下类型。
阴离子表面活性剂
由于地层黏土通常带有负电荷,所以降黏剂一般首选阴离子表面活性剂,其中以磺酸盐类阴离子表面活性剂在稠油乳化降黏中应用的最多。石油磺酸盐利用其亲油基来源于稠油,与稠油结构相似,更易形成O/W型乳状液,从而达到乳化降黏的机理。阴离子表面活性剂的亲水基团发生电离后形成带电阴离子,根据亲水官能团可以分磺酸盐型、羧酸盐型和硫酸盐型。
羧酸盐是除磺酸盐外在稠油乳化降黏中应用较多的一种阴离子表面活性剂。虽然上述这些稠油乳化降黏用阴离子表面活性剂都具有原料来源广,价格低廉,产物活性高、耐高温等优点,但同时也存在一个致命缺点,抗矿盐性差,特别是石油磺酸盐极易与高价阳离子形成沉淀物,而且临界胶束浓度高,易被黏土表面吸附等缺点在一定程度上限制了其广泛应用。
常见的磺酸盐型有烷基苯磺酸钠(多为C8~C16的直链烷基,相对分子量为350~470)、α-烯烃磺酸盐、石油磺酸盐、木质素磺酸盐、脂肪醇硫酸盐型(AS) (如十二烷基硫酸钠)、羧酸盐等。
阴离子表面活性剂常用短链醇(C1~C4)作为助剂,可以增强乳化效果。可以与OP类表面活性剂构成复配驱油剂配方。这类表面活性剂如烷基苯磺酸盐、木质素磺酸盐等的缺点是耐硬水、耐盐性差。
非离子-阴离子两性表面活性剂
随着油田的开发,高温高矿化度油藏的开采问题越来越突出。阴离子和非离子复配的稠油乳化降黏剂虽然能够兼顾耐高温和高抗盐性,但在地层运移过程中无可避免地将发生色谱分离。为此,将非离子亲水基团和阴离子亲水基团设计到一个分子中的新型两性表面活性剂非离子-阴离子两性表面活性剂应运而生。